CN112164787A - 一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料 - Google Patents

一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料 Download PDF

Info

Publication number
CN112164787A
CN112164787A CN202011022905.0A CN202011022905A CN112164787A CN 112164787 A CN112164787 A CN 112164787A CN 202011022905 A CN202011022905 A CN 202011022905A CN 112164787 A CN112164787 A CN 112164787A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sns
lithium ion
movably connected
dimensional
ion battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011022905.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112164787B (zh
Inventor
杨永凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Bobangshan River New Materials Co.,Ltd.
Original Assignee
Guigang Yile Technology Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guigang Yile Technology Development Co ltd filed Critical Guigang Yile Technology Development Co ltd
Priority to CN202011022905.0A priority Critical patent/CN112164787B/zh
Publication of CN112164787A publication Critical patent/CN112164787A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112164787B publication Critical patent/CN112164787B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H01M4/5815—Sulfides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，SnS2具有独特的三维六边形纳米片结构，增加SnS2结构的稳定性，增大比表面积，缩短锂离子扩散路径，有利于暴露更多的活性位点，以炭黑M1400、六亚甲基亚胺分别为硬模板、有机模板剂，经热活化得到介孔MCM‑22分子筛，再以乙基紫同时作为碳源和氮源，通过煅烧，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳，其多孔结构提供丰富的锂离子扩散路径，掺杂的氮原子提供更多的活性位点，增强锂离子电池负极材料的性能，同时SnS2生长在N掺杂介孔碳的复合结构中，有效的缓解SnS2的体积膨胀，提高SnS2负极材料的导电性和倍率性能，具有良好的循环稳定性和优异的实际比容量。

Description

一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料。
背景技术
近年来，随着新能源汽车的快速发展，人们对于续航里程的要求不断提高，使得锂离子电池的电极材料向着能量密度高、使用寿命长的方向发展，其中正负极材料的储锂能力是决定锂离子电池能量密度的核心要素，目前，锂离子电池已经投入商业化使用，但其负极材料大多为石墨材料，虽然石墨的成本低、产率高、循环寿命较长，但是石墨的理论比容量较低、倍率性较差，使得人们对大容量高倍率性能的负极材料展开研究。
目前，锡基材料因为其理论比容量较高、成本较低、储量丰富等优点而走入人们的视线，SnS2的结构为Sn原子位于两层密集排列的S原子之间，相邻的两个S原子层通过范德华力连接，当SnS2作为锂离子电池负极材料的时候，其理论比容量近乎是石墨的理论比容量的两倍，使得锡基材料成为研究的热点。
虽然SnS2作为锂离子电池负极材料有着优异的性能，但是其缺陷同样较为明显：(1)在锂的嵌入和脱出过程中，在体积变化较大的时候，会使电极粉碎脱离，使得理论比容量快速衰减；(2)SnS2的本征导电性较差，使得倍率性较差；(3)SnS2被还原成Sn单质的时候，容易发生团聚，为了解决上述问题，我们采用三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的方式解决这个问题，三维SnS2六边形纳米片具有良好的结构稳定性和较大的比表面积，可以减少充放电过程中因为体积变化产生的物理应力，同时可以缩短锂离子的扩散路径，同时，借助介孔MCM-22分子筛制备得到的N掺杂介孔碳，其多孔结构可以提供丰富的锂离子扩散路径，掺杂的氮原子可以提供更多的活性位点，增强锂离子电池负极材料的性能。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，解决了SnS2电极材料循环稳定性差、倍率性能不好的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，所述三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料制备方法如下：
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为20-30:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，在160-200℃下进行水热反应4-8h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在130-170℃下进行热处理60-80h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在80-120℃下反应4-8h，再置于140-180℃下反应4-8h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳。
优选的，所述步骤(1)中烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜。
优选的，所述步骤(2)中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:15-25:5-10:80-150:40-90。
优选的，所述步骤(3)中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为200-220:130-150:10-20:100。
优选的，所述步骤(3)中热处理过程为在氮气气氛下、750-850℃煅烧4-6h。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，SnS2具有独特的三维六边形纳米片结构，其Sn层和两个密集排列的S原子层呈三维结构，增加了SnS2结构的稳定性，增大了比表面积，可以减少充放电过程中因为体积变化产生的物理应力，可以缩短锂离子的扩散路径，同时有利于暴露更多的活性位点，提高锂离子电池负极材料的催化性能。
该一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，以炭黑M1400、六亚甲基亚胺分别为硬模板、有机模板剂，经热活化得到介孔MCM-22分子筛，再以乙基紫同时作为碳源和氮源，通过煅烧过程，将三维SnS2六边形纳米片生长在N掺杂介孔碳的复合结构中，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳，N-CN的引入增强了整体的导电性，有利于电荷的传输，其多孔结构可以提供丰富的锂离子扩散路径，同时有利于电解液充分地与电极接触，缩短了锂离子和电子的传输路径，提高了倍率性能，掺杂的氮原子可以提供更多的活性位点，有利于促进反应动力学，增强锂离子电池负极材料的性能，同时SnS2生长在N掺杂介孔碳的复合结构中，有效的缓解了SnS2的体积膨胀，提高了SnS2负极材料的导电性和倍率性能，具有良好的循环稳定性和优异的实际比容量。
附图说明
图1是烘箱正视剖视结构示意图；
图2是烘箱俯视剖视结构示意图；
图3是烘箱俯视结构示意图。
1、主体；2、电机；3、主动轮；4、输出轴；5、齿轮；6、底座；7、定位套；8、反应釜。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，所述三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料制备方法如下：
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为20-30:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜，在160-200℃下进行水热反应4-8h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，其中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:15-25:5-10:80-150:40-90，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在130-170℃下进行热处理60-80h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，其中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为200-220:130-150:10-20:100，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在80-120℃下反应4-8h，再置于140-180℃下反应4-8h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，其中热处理过程为在氮气气氛下、750-850℃煅烧4-6h，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳。
实施例1
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为20:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜，在160℃下进行水热反应4h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，其中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:15:5:80:40，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在130℃下进行热处理60h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，其中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为200:130:10:100，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在80℃下反应4h，再置于140℃下反应4h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，其中热处理过程为在氮气气氛下、750℃煅烧4h，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料。
实施例2
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为25:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜，在180℃下进行水热反应6h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，其中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:20:7.5:115:65，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在150℃下进行热处理70h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，其中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为210:140:15:100，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在100℃下反应6h，再置于160℃下反应6h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，其中热处理过程为在氮气气氛下、800℃煅烧5h，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料。
实施例3
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为30:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜，在170℃下进行水热反应5h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，其中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:20:7:100:60，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在140℃下进行热处理68h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，其中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为220:135:16:100，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在90℃下反应7h，再置于150℃下反应4h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，其中热处理过程为在氮气气氛下、790℃煅烧4h，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料。
实施例4
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为30:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜，在200℃下进行水热反应8h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，其中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:25:10:150:90，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在170℃下进行热处理80h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，其中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为220:150:20:100，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在120℃下反应8h，再置于180℃下反应8h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，其中热处理过程为在氮气气氛下、850℃煅烧6h，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料。
对比例1
(1)向烧杯中加入去离子水、四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为35:100，将超声分散均匀，混合液装入反应釜置于烘箱中，烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜，在150℃下进行水热反应3h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向烧杯中加入硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，其中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:14:8:120:30，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在120℃下进行热处理60h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向烧杯中加入去离子水、介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，其中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为200:120:10:100，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在80℃下反应4h，再置于130℃下反应4h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，其中热处理过程为在氮气气氛下、700℃煅烧4h，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料。
向N-甲基吡咯烷酮溶液中加入乙炔黑、聚偏氟乙烯、实施例和对比例中得到的三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，三者的质量比为1:1:8，搅拌均匀后，将混合液均匀涂抹在铜箔上，将铜箔置于烘箱中70℃干燥10h，将干燥后的铜箔制成直径10mm的圆片作为工作电极，以金属锂为对电极，Celgard2400为隔膜，电解液为1mol/L的LiPF6，溶剂为体积比1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合溶液，将组装好的电池在LAND-CT2001A上进行恒流充放电测试，测试标准为GB/T 36276-2018。
Figure BDA0002701245990000091
Figure BDA0002701245990000101

Claims (5)

1.一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料制备方法如下：
(1)向去离子水中加入四氯化锡、硫脲，其中二者的物质的量比为20-30:100，超声分散均匀，将混合液装入反应釜置于烘箱中，在160-200℃下进行水热反应4-8h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2六边形纳米片；
(2)向硅溶胶中加入硫酸铝、氢氧化钠，搅拌均匀后加入炭黑M1400和六亚甲基亚胺，搅拌均匀后得到凝胶，将凝胶装入反应釜置于烘箱中，在130-170℃下进行热处理60-80h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到介孔MCM-22分子筛；
(3)向去离子水中加入介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片，超声分散均匀，将混合液置于磁力油浴装置中，在80-120℃下反应4-8h，再置于140-180℃下反应4-8h后，过滤、洗涤并干燥，将干燥得到的产物置于气氛管式炉中，进行热处理过程，将煅烧后的产物置于HF溶液中，超声分散均匀，过滤、洗涤并干燥，得到三维SnS2修饰N掺杂介孔碳。
2.根据权利要求1所述的一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述步骤(1)中烘箱包括主体，主体的底部活动连接有电机，电机的顶部活动连接有主动轮，主体的底部活动连接有输出轴，输出轴的顶部活动连接有齿轮，主体的中间活动连接有底座，底座的顶部活动连接有定位套，定位套的内部活动连接有反应釜。
3.根据权利要求1所述的一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述步骤(2)中硅溶胶中的二氧化硅、硫酸铝、氢氧化钠、炭黑M1400、六亚甲基亚胺的质量比为100:15-25:5-10:80-150:40-90。
4.根据权利要求1所述的一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述步骤(3)中介孔MCM-22分子筛、乙基紫、浓硫酸、三维SnS2六边形纳米片的质量比为200-220:130-150:10-20:100。
5.根据权利要求1所述的一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述步骤(3)中热处理过程为在氮气气氛下、750-850℃煅烧4-6h。
CN202011022905.0A 2020-09-25 2020-09-25 一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料 Active CN112164787B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011022905.0A CN112164787B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011022905.0A CN112164787B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112164787A true CN112164787A (zh) 2021-01-01
CN112164787B CN112164787B (zh) 2022-03-01

Family

ID=73863863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011022905.0A Active CN112164787B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112164787B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090029258A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Preparing method of tin sulfide nanoparticles and manufacturing method of lithium ion battery using the same
JP2014512635A (ja) * 2011-03-10 2014-05-22 トヨタ自動車株式会社 錫と炭素の複合体及びその製造方法、並びに該複合体を含有する電池負極材、該負極材を備える電池
CN104085874A (zh) * 2014-06-05 2014-10-08 中国科学院广州地球化学研究所 一种掺杂类石墨烯结构的纳米碳材料的制备方法
CN105439165A (zh) * 2014-08-27 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 合成介孔mcm-22分子筛的方法及分子筛的用途
CN105552366A (zh) * 2015-12-17 2016-05-04 长沙理工大学 一种锂电池负极材料-氮掺杂SnS/C复合纳米材料的制备方法
WO2017045944A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Beschichtetes kathodenaktivmaterial für eine batteriezelle
CN106784814A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 陕西科技大学 一种六角片层状SnS2钠离子电池负极材料的制备方法
CN108666586A (zh) * 2017-04-01 2018-10-16 华东理工大学 制备掺杂过渡金属硫化物的有序介孔碳材料的方法
CN111285397A (zh) * 2020-03-09 2020-06-16 西安工业大学 一种水热合成超薄六角二硫化锡纳米片的方法
US20200274157A1 (en) * 2019-01-25 2020-08-27 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Self-standing tin sulfide film for flexible batteries

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090029258A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Preparing method of tin sulfide nanoparticles and manufacturing method of lithium ion battery using the same
JP2014512635A (ja) * 2011-03-10 2014-05-22 トヨタ自動車株式会社 錫と炭素の複合体及びその製造方法、並びに該複合体を含有する電池負極材、該負極材を備える電池
CN104085874A (zh) * 2014-06-05 2014-10-08 中国科学院广州地球化学研究所 一种掺杂类石墨烯结构的纳米碳材料的制备方法
CN105439165A (zh) * 2014-08-27 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 合成介孔mcm-22分子筛的方法及分子筛的用途
WO2017045944A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-23 Robert Bosch Gmbh Beschichtetes kathodenaktivmaterial für eine batteriezelle
CN105552366A (zh) * 2015-12-17 2016-05-04 长沙理工大学 一种锂电池负极材料-氮掺杂SnS/C复合纳米材料的制备方法
CN106784814A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 陕西科技大学 一种六角片层状SnS2钠离子电池负极材料的制备方法
CN108666586A (zh) * 2017-04-01 2018-10-16 华东理工大学 制备掺杂过渡金属硫化物的有序介孔碳材料的方法
US20200274157A1 (en) * 2019-01-25 2020-08-27 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Self-standing tin sulfide film for flexible batteries
CN111285397A (zh) * 2020-03-09 2020-06-16 西安工业大学 一种水热合成超薄六角二硫化锡纳米片的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONGYI XU等: ""All‐In‐One"integrated ultrathin SnS2@3D multichannel carbon matrix power high‐areal–capacity lithium battery anode", 《CARBON ENERGY》 *
MENGQIAO ZHANG等: "Enhanced lithium storage performance of petaloid SnS2/NC composite anodes via facile hydrothermal and in situ N-doped carbon coating processes", 《IONICS》 *
陈立等: "MCM-41模板制备多孔碳锂离子电池负极", 《化学研究与应用》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112164787B (zh) 2022-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109216671B (zh) 一种三维石墨烯-钛基纤维-铅粉铅酸蓄电池负极板的制备方法
CN109494360B (zh) 一种氧化亚硅复合材料及其制备方法
CN110600682B (zh) 三明治形中空球形锂离子电池负极材料及其制备方法
CN104993116B (zh) 一种自组装锂离子电池正极材料v2o5的制备方法
CN110600713A (zh) 一种掺杂多孔碳负极材料、其制备方法及碱金属离子电池
CN111312999A (zh) 一种石墨烯包覆镍铁双金属硫化物的钠离子电池负极材料的制备方法
CN112591725A (zh) 一种N,P掺杂多孔碳包覆CoP的负极活性材料及制备方法
CN112467120A (zh) 一种氮磷掺杂多孔碳包覆二氧化锰的负极材料的制备方法
CN106898754B (zh) 杂原子在制备锂磷电池碳磷材料中的应用和该材料及其制备方法
CN110600699B (zh) 一种三维有序介孔mof材料的制备方法
CN104466110A (zh) 一种高性能锂离子电池负极材料的制备方法
CN111320206A (zh) 一种用于锂离子和钠离子电池的2D-CaV4O9纳米片材料及其制备方法
WO2018095029A1 (zh) 一种以石墨烯为核的三元正极材料的制作方法
CN110212176B (zh) 一种石墨烯/二硫化钼纳米球/炭黑复合材料的制备方法
CN112164787B (zh) 一种三维SnS2修饰N掺杂介孔碳的锂离子电池负极材料
CN111883762A (zh) 一种石墨烯-纳米TiO2修饰多孔SnO2的钠离子电池负极材料
CN108155022B (zh) 使用微晶石墨材料的锂离子电容器的制备方法
CN115092962B (zh) 一种二氧化钼/碳复合电极材料及其制备方法与应用
CN113690432B (zh) 一种石墨烯量子点/PbOx复合材料及其制备方法和应用
CN111599996B (zh) NiS2@CoS2@C分级纳米空心球材料及其制备方法和应用
CN109461896A (zh) 以废旧离子交换树脂为原料合成锂硫电池正极材料的方法
CN115043404A (zh) 一种碳包覆的管状纳米硅材料及其制备方法和应用
CN114744148A (zh) 一种高倍率性能钠离子电池硬碳负极的制备方法
CN114804039A (zh) 一种碳基体复合氮化钒纳米阵列及其制备方法与应用
CN110518194B (zh) 一种原位碳包覆制备核壳型硅/碳复合材料的方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220130

Address after: 410000 4th floor, office building, Shanhe intelligent industrial city, 1335 liangtang East Road, Xingsha industrial base (Changlong Street), Changsha Economic and Technological Development Zone, Changsha City, Hunan Province

Applicant after: Hunan Bobangshan River New Materials Co.,Ltd.

Address before: 537100 no.2-602, building 2, Jitian Huayuan, south of Xinqu 2nd Road, Gangbei District, Guigang City, Guangxi Zhuang Autonomous Region

Applicant before: Guigang Yile Technology Development Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant